Etude et développement d'un actionneur plasma à décharge à ...

L’actionneur plasma
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Figure 1.1. Classification des plasmas en fonction de leur densité de particules chargées et de leur température
[3].
1.2. Les décharges électriques dans les gaz
1.2.1. Définition
En établissant une différence de potentiel conséquente entre deux électrodes placées dans un gaz,
ce dernier peut s’ioniser et laisser passer un courant : c’est ce que l’on nomme une décharge
électrique. Les phénomènes et les caractéristiques des décharges dépendent de nombreux paramètres
comme la nature du champ électrique (continu ou alternatif), la nature et la pression du gaz
(Paschen [4]) ou encore des distances caractéristiques (distance inter-électrodes par exemple).
1.2.2. Mécanismes de formation des décharges électriques
Nous allons présenter ici les différents régimes de formation et d’entretien d’une décharge
électrique entre deux électrodes obtenue dans un tube à la pression de 1 Torr (1 Torr = 1,32.10 -3 atm.)
contenant un gaz noble : le néon (d’après Delcroix et Bers [5]). On applique alors une différence de
potentiel V entre les électrodes, et on mesure le courant qui passe dans le circuit électrique.
La Figure 1.2 présente la caractéristique tension-courant de cette décharge électrique. Nous pouvons y
voir plusieurs régimes de décharge.
a. Le régime non-autonome
Pour les faibles valeurs de courant, la décharge ne se produit que s’il existe une source extérieure
émettant des charges. A ce stade, la présence d’ions s’explique essentiellement par la radioactivité
naturelle ou le rayonnement cosmique. Si la cathode est isolée de tout rayonnement électromagnétique
alors la décharge est interrompue, celle-ci ne s’entretient pas d’elle-même, elle est dite non-autonome.
b. Entretien de la décharge et avalanche électronique
Lorsque la tension atteint une valeur seuil Vd, le champ est assez intense pour qu’un électron
acquiert suffisamment d’énergie cinétique et ionise une particule environnante selon la formule
suivante :